Les chercheurs ont trouvé le mécanisme moléculaire qui sous-tend la décision du VIH de rester dans un état actif ou dormant. Cela peut conduire à de nouvelles thérapies qui fonctionnent en maintenant le virus dans un état de dormance permanente.
L’étude, dirigée par une équipe des Gladstone Institutes à San Francisco, en Californie, figure dans un article maintenant publié dans la revue.
Les résultats peuvent également expliquer les décisions sur le destin cellulaire qui se produisent ailleurs en biologie – comme la façon dont les cellules souches décident de rester en tant que cellules souches ou de se différencier en cellules spécialisées, y compris les cellules cérébrales ou cardiaques, quand elles se divisent.
L’auteur principal de l’étude, le professeur Leor S. Weinberger, directeur du Centre for Cell Circuitry des Gladstone Institutes, compare le processus à la façon dont nous «couvrons nos paris» lorsque nous prenons des décisions concernant les investissements financiers.
Pour «protéger contre la volatilité sur le marché», nous pouvons choisir de placer des fonds dans des actions à haut risque avec des rendements potentiellement élevés et le reste dans des options à faible risque et à faible rendement.
« De même », explique-t-il, « le VIH couvre ses bases dans un environnement instable en générant à la fois des infections actives et dormantes ».
Réservoir latent de VIH
Une fois qu’il pénètre dans le corps humain, le VIH insère son matériel génétique dans l’ADN des cellules immunitaires «hôtes». Cela permet au VIH de forcer la machinerie de la cellule à faire des copies du virus.
Cependant, certaines cellules immunitaires infectées par le VIH entrent dans un état dormant ou latent et ne fabriqueront pas de nouveau virus. Le VIH peut se cacher dans ce «réservoir latent» pendant longtemps.
Les traitements actuels contre le VIH sont très efficaces pour réduire la quantité de virus actif dans le corps. Cependant, ils ne réussissent pas à s’attaquer au VIH dormant, qui peut se réactiver dès l’arrêt du traitement. C’est l’une des principales raisons pour lesquelles nous ne pouvons pas encore guérir le VIH.
Dans des travaux antérieurs, le professeur Weinberger et ses collègues ont montré que la latence du VIH «n’est pas un accident» mais une «tactique de survie» délibérée.
La tactique est «avantageuse sur le plan évolutionniste pour le virus» parce que dans les sites où le VIH pénètre pour la première fois dans le corps, il n’y a pas beaucoup de cellules immunitaires pour l’envahir et s’il les a toutes tuées, il n’y en aurait plus. continuer l’infection.
Le VIH exploite le «bruit d’expression génique»
En plaçant certaines des cellules qu’il envahit dans un état latent, le VIH assure que l’activation peut attendre que ces cellules soient transportées dans un tissu où il y a beaucoup plus de cellules cibles, assurant ainsi une plus grande chance de survie et une infection continue.
L’équipe a découvert que le VIH est capable de générer un état actif ou dormant en profitant d’un phénomène normal à l’intérieur des cellules appelé «fluctuations aléatoires de l’expression génique».
En raison des fluctuations aléatoires de l’expression génique, que les scientifiques appellent aussi «bruit», deux cellules ayant exactement la même composition génétique peuvent produire différentes quantités de la même protéine. La différence peut suffire à influencer la fonction et le destin de la cellule.
Le VIH exprime ses gènes à l’intérieur de la cellule hôte en utilisant un mécanisme appelé «épissage alternatif», qui lui permet de découper son matériel génétique et de l’assembler selon divers arrangements.
Epissage de gènes inefficace
Dans leur étude, les chercheurs ont observé des cellules individuelles infectées par le VIH. Ils ont constaté que le virus utilise un type d’épissage pour contrôler le bruit aléatoire afin de décider du sort de la cellule hôte – qu’elle soit active ou dormante.
« Nous avons trouvé », explique l’auteur de la première étude, le Dr Maike Hansen, chercheur dans le groupe du professeur Weinberger, « que le VIH utilise une forme d’épissage particulièrement inefficace pour contrôler le bruit ».
« De manière surprenante, si cela fonctionnait efficacement », poursuit-elle, « ce mécanisme produirait beaucoup moins de virus actifs, mais en gaspillant apparemment de l’énergie par un processus inefficace, le VIH peut mieux contrôler sa décision de rester actif ».
Avec l’aide d’outils de modélisation, de génétique et d’imagerie, l’équipe a pu identifier, pour la première fois, l’étape du cycle de vie du VIH au cours de laquelle l’épissage s’est produit.
Ils ont constaté que l’épissage inefficace se produit pas pendant la transcription – comme on le pensait auparavant – mais après.
La transcription est le processus par lequel les instructions contenues dans l’ADN sont copiées dans l’ARN pour dire à la machinerie cellulaire ce qu’il faut faire ou quelles protéines fabriquer.
L’équipe conclut qu’un processus d’épissage inefficace est vital pour la survie du virus, et que l’amélioration de son efficacité pourrait être un moyen de le vaincre en le maintenant en permanence à l’état latent.
« Le circuit d’épissage peut nous donner l’occasion d’attaquer le virus d’une manière différente. »
Prof. Leor S. Weinberger
